Фрэнсис Дрейк был вторым после Магеллана капитаном, совершившим кругосветное плавание (наверное, многие в юности зачитывались приключениями "Золотой лани" капитана Дрейка), а Генри Кэвендиш прославился кровавым "корсарским Рождеством", которое он отметил в американских владениях Испании четыреста лет назад.
Вильям Гильберт Колчестерский
Радушный, веселый Гильберт легко подружился с "героями" своего времени. Видимо, не раз он слушал их воспоминания о дальних странствиях, об океанских островах, о диковинных зверях, рыбах и растениях. Как новинку, сообщили они Гильберту то, что и в Южном полушарии так же, как и в Северном, стрелка компаса указывала на север (это было тогда не столь очевидно). Они привезли с собой богатый подарок для Гильберта - карты всего мира с уникальными замерами магнитного склонения во всевозможных далеких морях и землях.
Тот факт, что северный конец стрелки компаса в Северном и Южном полушариях указывает на север, и навел Гильберта, по-видимому, на мысль, что Земля в целом ведет себя как один большой магнит. Что было известно в Европе о магните до Гильберта? В 1269 году некий Пьер Перегрин из Марикурта во время вынужденного безделья при осаде небольшого итальянского городка Люцера написал книжку "Письма о магните", в которой собрана масса сведений о магните, накопившихся до него и открытых им лично. Перегрин впервые говорит о полюсах магнитов, о притяжении ("совокуплении") разноименных полюсов и отталкивании одноименных, об изготовлении искусственных магнитов путем натирания железа естественным природным магнитом, о проникновении магнитных сил через стекло и воду, о компасе. Причину притяжения южного и северного полюсов Перегрин и его последователи объясняли довольно туманно: "Южная часть притягивается той, которая имеет свойства и природу севера, хотя они обе имеют одну и ту же специфическую форму. Однако это не исключает некоторых свойств, существующих более полно в южной части. Но эти свойства северная часть имеет лишь в возможности, и поэтому они при этой возможности и проявляются".
Ценность этой точки зрения заключалась в том, что она, наводя на размышления, привела средневекового ученого Аверроэса к гениальной догадке. По его мнению, естественный магнит искажал ближайшее к нему пространство в соответствии с его формой. Ближайшие к магниту области среды, в свою очередь, искажали ближайшие к ним, и так до тех пор, пока "специи" не достигали железа. В этих рассуждениях впервые дан намек на магнитное поле - особую форму материи.
До Гильберта было известно и явление "старения магнитов". Так, алхимик Гебер (XII в.) пишет: "У меня был магнит, поднимавший 100 драхм железа. Я дал ему полежать некоторое время и поднес к нему другой кусок железа. Магнит его не поднял. В куске оказалось 80 драхм. Значит, сила магнита ослабла".
К другим важнейшим догильбертовским событиям можно отнести открытие в XIV веке магнитного склонения и обнаружение Колумбом (1492 г.) изменения склонения магнитной стрелки на одной и той же параллели, а также открытие Георгом Гартманом (Нюрнберг, 1544 г.) магнитного наклонения.
Кроме этого, о магнитах в конце XVI и начале XVII веков было известно следующее:
под хвостом Большой Медведицы имеется магнитный камень;
прием магнита внутрь "в малых дозах" продлевает молодость;
если положить магнит под голову спящей женщины, он сбросит с постели прелюбодейку;
магнит открывает запоры и замки;
днем магнит притягивает сильнее, чем ночью;
если потереть магнит чесноком или положить рядом с ним бриллианты, его сила исчезнет;
если же помазать магнит кровью козла, его сила восстанавливается;
магнит, хранимый в рассоле из рыбы-прилипалы, обладает силой извлекать золото, упавшее в самые глубокие колодцы;
есть магниты, притягивающие серебро, алмазы, яшму, стекло и даже "мясные" и "деревянные" магниты и т. д. и т. п., в частности, в заволжских степях существует растение, имеющее ноги и называющееся "бараме", притягивающее к себе овец, а затем безжалостно пожирающее их.
Разобраться во всех подобных утверждениях и отделить зерна от плевел предстояло Вильяму Гильберту, придворному медику.
В течение 18 лет он на собственные деньги ставит бесчисленное количество опытов, которые в конце концов он описал в книге "О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле. Новая физиология, доказанная множеством аргументов и опытов", вышедшей в 1600 году. И сам Гильберт и его современники чрезвычайно высоко оценивали этот труд, первый по-настоящему научный труд, посвященный электричеству и магнетизму.
Заслуги Гильберта действительно велики. Самой значительной из них явилось то, что он впервые в истории, за 11 лет до Бэкона, считавшегося родоначальником "индуктивного" метода в науке, провозгласил опыт критерием истины и все положения проверял в процессе специально поставленных экспериментов.
Величие идей Гильберта и его заслугу перед своим временем нам сейчас даже трудно вообразить. Понятие об эксперименте как основе исследования было в то время неизвестно. Разрешена была только аристотелевская созерцательная наука, направленная на доказательство существования бога да на решение проблем типа: сколько чертей может уместиться на острие иглы? Каждый день в европейских городах сжигались десятки "ведьм" и "колдунов", причем в качестве доказательства принадлежности к "нечистым" принимались, например, и такие:
"Старуха такая-то замечена в том, что подбирала конский помет, - наверное, чтобы околдовать хозяина этого коня" или просто "уж очень подходящий цвет лица у него для сношения с нечистым".
Обстановку того времени передает случайно сохранившийся дневник обывателя небольшого городка из вюрцбургского княжества:
"В сем 1616 году на Иванов день начали забирать колдуний, и первою попалась Елисавета Букелева, Ивана Букеля жена. 26 ноября у нас сожгли девять молодых женщин как ведьм - это было первое паленье.
В сем 1617 году 6 марта устроили второе паленье колдуний, их поставили на костер четыре души. 13 апреля сожгли Анну Рютцову, Ивана Вейера хозяйку... 26 июля сожгли колдуна и трех колдуний..."
А вот выдержка из, так сказать, официального документа той эпохи Баденского "Земского Уложения", раздел "Наставление к допросу ведьм". Вопросы, которые следует задавать выявленным и пойманным ведьмам:
"Вредила ли она людям и кому именно? Ядом? Прикосновением, заклятиями, мазью? Сколько она до смерти извела мужчин? Женщин? Детей? Сколько она лишь испортила? Сколько беременных женщин? Сколько скотины? Сколько напустила туманов и тому подобных вещей? Как она это производила и для чего?
Умеет ли она летать по воздуху и на чем она летала? Как она это устраивает? Как часто она летает? Куда случалось ей летать в разное время? Кто из других людей, находящихся еще в живых, бывал на их сборищах?
Умеет ли она прикидываться каким-нибудь животным и с помощью каких средств?
Сколько малых детей съедено при ее участии? Где они были добыты? Также, у кого они взяты? Или они были вырыты на кладбище? Как они их готовили - жарили или варили? Также, на что пошли головка, ручки и ножки? Добывала ли она также из наших детей и сало, и на что оно? Не требуется ли детское сало, чтобы подымать бури?"
Кстати, почему южный конец магнитной стрелки красный, а северный - черный? Не исключено, что здесь мы следуем древнекитайской традиции. Китайцы всегда окрашивали южный конец стрелки в красный цвет. В древнем ассирийском календаре времен Александра Македонского север называется черной страной, юг - красной, восток - зеленой и запад - белой. Городские ворота в Китае окрашивались в соответствии с этим правилом. Вполне вероятно, что такое обозначение стран света было в то время общепринятым, и отголоском этого являются названия Черного и Красного морей, лежащих на юг и север от центрального Средиземного.
Написать в то время трактат об электричестве и магнетизме да еще утверждать, что Земля - магнит, да еще проверять все теоретические построения на опыте, исходить из опыта - это был действительно научный подвиг. Надо сказать, Гильберт не недооценивал своих заслуг. Впервые в практике книгопечатания он поставил свое имя перед названием книги. И никто его за это до сих пор не осудил.
Через год после выхода книги Гильберта "О магните" Шекспир создает "Гамлета". По иронии судьбы и гениальные мысли Гильберта, и неповторимые страсти шекспировских трагедий будут впоследствии приписываться одному автору - все тому же Фрэнсису Бэкону, философу. До сих пор многие известные ученые считают, что именно Фрэнсис Бэкон был родоначальником "индуктивного" метода в науке, хотя его книга "Новый Органон", в которой этот метод развит, вышла через одиннадцать лет после книги Гильберта, являющейся "одним из лучших в мире примеров индуктивной науки"3. Некоторые исследователи даже считают, что Бэкон умышленно искажал и замалчивал открытия Гильберта.
Изготовив из магнитного железняка шар - "терреллу" (землицу), Гильберт заметил, что этот шар по магнитным свойствам сильно напоминает Землю. У "терреллы" так же, как у "терры" (Земли), оказались северный и южный полюсы, экватор, изолинии, магнитное наклонение. Эти обстоятельства позволили Гильберту провозгласить Землю "большим магнитом". До Гильберта о магнетизме Земли никто не подозревал, и притяжение южного черного конца магнитной стрелки к северному полюсу Земли объяснялось в средние века тем, что "железо направляется к северным звездам, так как ему сообщна сила полярных звезд, подобно тому, как за солнцем следуют растения, например, подсолнечник".
Гильберт опроверг широко распространенное мнение о влиянии алмазов на магнитные свойства. Он собрал 17 крупных алмазов и в присутствии свидетелей показал, что магниты к алмазам абсолютно безразличны.
Он открыл, что при нагревании магнита выше некоторой температуры его магнитные свойства исчезают: впоследствии эта температура (588°С) была названа точкой Кюри, в честь Пьера Кюри.
Гильберт открыл, что при приближении к одному полюсу магнита куска железа другой полюс начинает притягивать сильнее. Эта идея была запатентована Сименсом лишь через 250 лет после смерти Гильберта.
Гильберт открыл, что предметы из мягкого железа, в течение долгого времени лежащие в одном положении, приобретают намагниченность в направлении север юг.
Гильберт открыл экранирующее действие железа.
Гильберт открыл, что магнит со "шлемом", или "носом", то есть магнит, вправленный в арматуру из мягкого железа, имеет большую подъемную силу.
Гильберт сделал гениальную догадку о том, что действие магнита распространяется подобно свету.
Гильберт многое сделал и открыл. Но... Гильберт почти ничего не смог объяснить. Все его объяснения носят схоластический и наивный характер. Вот, например, как Гильберт объясняет тот факт, что при разрезании одного длинного магнита образуется много коротких, которые имеют первоначальное направление намагничивания и стремятся сохранить прежнее положение в пространстве. Он сравнивает магнит с веткой дерева: "Пусть АВ будет покрытый листвой сучок ивы... А - верхняя часть, В - нижняя, по направлению к корню. Разделили его в С. Я утверждаю, что конец А, снова вставленный в В с соблюдением правил прививки, прирастает к нему; точно так же, если В вставить в А, то они скрепляются друг с другом и дают ростки. Но если D вставить в А или С в В, то они вступают между собой в борьбу и никогда не срастаются, но один конец отмирает вследствие неподходящего и несоответствующего соединения, так как растительная сила, идущая одним путем, теперь оказывается стремящейся в противоположные стороны...".
Кардан в своем трактате "О точности" (1551 г.) за пятьдесят лет до Гильберта указал на различие электрических и магнитных явлений: янтарь притягивает разные вещества, магнит - только железо; экран препятствует распространению электрической силы, но не препятствует распространению магнитной; янтарь не притягивается теми кусочками, которые может притянуть он, а магнит может притянуться железом и т. п. Все эти наблюдения, в общем, неверны, но вывод - справедлив. Он подтверждает точку зрения Д. И. Менделеева: лучше придерживаться гипотезы, которая может со временем оказаться неправильной, чем никакой.
Еще туманней разъяснения Гильберта относительно природы магнетизма. Его ответ сводится к тому, что всему причиной душа магнита. Это в известной мере шаг назад по сравнению с Лукрецием. Извинением великому первооткрывателю может, видимо, служить лишь то, что и с позиций современной квантовой физики притяжение магнита - не такая уж очевидная вещь...
Другим, значительно более серьезным извинением, может служить то, что за словом "душа" у Гильберта иногда ясно слышится слово "поле", иной раз прямо называемое им "сферой действия"4.
"Гильбертом" названа единица напряженности магнитного поля в системе СИ это дань потомков, физиков и инженеров лондонскому врачу, сделавшему благодаря своей любознательности крупнейшие открытия в, казалось бы, очень далекой от него области - физике.
Но за опытами Гильберта по магнетизму порой забывают отметить и другую важнейшую его заслугу - выяснение "взаимоотношений" между магнетизмом и электричеством.
Он был убежденным исследователем. Все время, которое оставалось после "основной работы", он посвящал опытам по электричеству и магнетизму, само слово "электрика" введено в науку Гильбертом.
Слово "электрический" впервые в мире встречается именно в книге Гильберта "О магните"; вот первое в истории употребление слова "электрический":